國際生物劑量實驗室網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與生物劑量估算技術(shù)研究現(xiàn)狀

董娟聰 左雅慧

（中國輻射防護研究院 太原030006）

隨著核能與核技術(shù)利用的快速發(fā)展，以及可能存在的核恐怖襲擊的威脅，核安全受到國際社會的高度重視。核與輻射事故醫(yī)學(xué)應(yīng)急是核能與核技術(shù)事業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的重要保障。在大規(guī)模事故的醫(yī)學(xué)救援中，利用快速、高通量生物劑量估算方法和技術(shù)對事故人員進行分類診斷，有利于快速處理和救治傷員，預(yù)判可能發(fā)生的遠后效應(yīng)，簡化現(xiàn)場救治秩序，是目前核應(yīng)急醫(yī)學(xué)現(xiàn)場救援發(fā)展的方向。為了增強生物劑量快速評估在大規(guī)模核事故醫(yī)學(xué)救援中應(yīng)用的能力，國際組織在世界范圍建立生物劑量實驗室網(wǎng)絡(luò)，當發(fā)生大規(guī)模核與輻射事故時，網(wǎng)絡(luò)會被迅速激活，并向發(fā)生國提供快速、專業(yè)的技術(shù)支持，大大提高用生物學(xué)方法估算劑量的能力。中國輻射防護研究院參與了國際生物劑量實驗室網(wǎng)絡(luò)。本文對輻射應(yīng)急管理中的生物劑量實驗室網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和生物劑量估算技術(shù)研究現(xiàn)狀做一綜述。

1 輻射生物劑量實驗室網(wǎng)絡(luò)

大規(guī)模核與輻射事故及核恐怖襲擊易造成大量人員受照，醫(yī)療救治及消除人員恐慌需要根據(jù)損傷程度進行快速分類診斷。一些生物劑量實驗室的樣本處理能力可能遠遠滿足不了事故的應(yīng)急需求，為解決生物劑量實驗室估算能力有限的問題，在世界范圍組建了規(guī)模不同的生物劑量實驗室網(wǎng)絡(luò)，有利于提高生物劑量估算能力，增強核應(yīng)急響應(yīng)救援能力。

1.1 網(wǎng)絡(luò)分類及目的

目前，在全球范圍內(nèi)已建立了不同規(guī)模大小的生物劑量實驗室網(wǎng)絡(luò)，有全球性的、區(qū)域性的和國家性的。這些網(wǎng)絡(luò)的成立為應(yīng)對全球核與輻射事故的應(yīng)急救援提供了強有力的支撐。

1.1.1 全球性生物劑量網(wǎng)絡(luò)

世界衛(wèi)生組織（World Health Organization，WHO）于2007年在瑞士日內(nèi)瓦總部召開第一次磋商會議，提出建立全球生物劑量網(wǎng)絡(luò)實驗室（WHO BioDoseNet，WHO-BDN）總體框架。截止2015 年，該網(wǎng)絡(luò)由歐洲、亞洲、美洲、非洲和大洋洲的44 個成員國，67 個生物劑量實驗室組成。實驗室成員主要來自于政府機構(gòu)、應(yīng)急準備組織、輻射防護當局、地方研究機構(gòu)及高等院校等［1］。建立網(wǎng)絡(luò)的主要目的是在發(fā)生全球大規(guī)模核與輻射突發(fā)事故時，為國際救援提供技術(shù)支持，促進各國生物劑量實驗室能力建設(shè)，尤其是發(fā)展中國家。此外，國際原子能機構(gòu)（International Atomic Energy Agency，IAEA）的應(yīng)急響應(yīng)和準備網(wǎng)絡(luò)（Response and assistance network， RANET），WHO的輻射應(yīng)急醫(yī)學(xué)響應(yīng)和援助網(wǎng)絡(luò)（Radiation emergency medical preparedness and assistance network， REMPAN）中也包括生物劑量實驗室。在發(fā)生事故后，WHO-BDN 給予全球核與輻射應(yīng)急 救 援 網(wǎng) 絡(luò)， IAEA 的RANET 及WHO 的REMPAN 必要的技術(shù)支持。近年來中國輻射防護研究院也積極參與WHO-BDN 的活動，2018 年參加了第五次WHO-BDN 協(xié)調(diào)會議，2020 年3 月正式加入該網(wǎng)絡(luò)。

1.1.2 區(qū)域性生物劑量網(wǎng)絡(luò)

（1）歐洲生物劑量網(wǎng)絡(luò)。為增強歐洲大規(guī)模核與輻射事故的應(yīng)急響應(yīng)能力，提供快速、全面和標準化的劑量估算方法，歐洲輻射劑量組（European Radiation Dosimetry Group，EURADOS）第10 工作組于2009 年成立，主要目的是將整個歐洲劑量實驗室，包括物理劑量學(xué)和生物劑量學(xué)，聯(lián)系起來建立合作網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)目前由19個國家的46個成員組成。此外，近幾年迅速發(fā)展壯大的RENEB，是在歐盟項目的支持下于2012 年成立，由來自歐洲區(qū)域的實驗室組建的歐洲劑量網(wǎng)絡(luò)，其中許多實驗室已是其他網(wǎng)絡(luò)的成員，如URADOS、WHO-BDN、IAEA-RANET 等，截止2015年底，共有26個實驗室加入了該網(wǎng)絡(luò)。一旦歐洲地區(qū)發(fā)生核與輻射事故，RENEB 會協(xié)助EURADOS 第10 工作組共同應(yīng)對人群生物劑量估算工作［2］。

（2）北美生物劑量網(wǎng)絡(luò)。北美生物劑量網(wǎng)絡(luò)于2002年在加拿大建立，最初由4個加拿大參考實驗室組成，分別來自于加拿大衛(wèi)生部（Health Canada，HC）、加拿大國防研究與發(fā)展中心（Defence Research and Development Canada -Ottawa，DRDC）、麥克馬斯特大學(xué)和加拿大喬克河核實驗室（Chalk River，CNL）［3］。當時還召集了另外18 個細胞遺傳學(xué)實驗室進行雙著絲粒染色體分析。2013 年，DRDC 生物劑量測定實驗室關(guān)閉，目前北美生物劑量網(wǎng)絡(luò)僅有3 個參考實驗室［4］。該網(wǎng)絡(luò)建立的主要目的是增強北美大規(guī)模核與輻射事故的應(yīng)急響應(yīng)能力。

（3）拉丁美洲生物劑量網(wǎng)絡(luò)。為提高拉丁美洲核與輻射事故的應(yīng)急響應(yīng)能力，在IAEA 的資助下，拉丁美洲生物劑量網(wǎng)絡(luò)于2007 年成立，由阿根廷、巴西、智利、古巴、墨西哥、秘魯和烏拉圭7個國家組成，覆蓋整個拉丁美洲，該網(wǎng)絡(luò)的所有實驗室都在國家應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)工作［4］。

（4）亞洲輻射劑量學(xué)組。為加強和協(xié)調(diào)亞洲各國的輻射劑量估算能力，應(yīng)對亞洲地區(qū)的輻射應(yīng)急事件，2015 年由中國輻射防護研究院、韓國放射醫(yī)學(xué)科學(xué)研究所和日本放射線醫(yī)學(xué)綜合研究所共同發(fā)起成立了亞洲輻射劑量學(xué)組（Asian Radiation Dosimetry Group，ARADOS）。工作組的宗旨是提高亞洲地區(qū)的輻射劑量學(xué)能力，分享各成員實驗室在輻射劑量學(xué)方面的成果和技術(shù)，為亞洲地區(qū)核與輻射事故應(yīng)急響應(yīng)提供輻射劑量學(xué)技術(shù)支持。其中第3工作組為生物劑量組，主要由中日韓的生物劑量實驗室組成［4］。中國輻射防護研究院作為成員之一，已連續(xù)3 年參加ARADOS組織的生物劑量網(wǎng)絡(luò)比對、演練活動，并積極參加年會交流關(guān)于生物劑量相關(guān)的研究成果。

1.1.3 國家性生物劑量網(wǎng)絡(luò)

許多國家都成立了國家性生物劑量網(wǎng)絡(luò)，如美國［5］、加拿大［6］、日本［7］、法國和韓國［2，8］等，這些網(wǎng)絡(luò)大大提高了國家生物劑量估算的能力。我國目前還沒有建立生物劑量網(wǎng)絡(luò)。為評估中國的生物劑量估算能力、規(guī)范和協(xié)調(diào)生物劑量估算過程，提高國家的核事故應(yīng)急響應(yīng)能力，每年由中國疾病預(yù)防控制中心（Centers for Disease Control，CDC）組織開展全國生物劑量估算能力考核工作。這項工作在2003 年初，只有7 個實驗室參加，到2019年已增至58個實驗室。我國生物劑量估算能力總體能力較好，穩(wěn)中有進，多家單位已能連續(xù)參加考核，但不少生物劑量實驗室能力依然有很大提升空間［9］。中國輻射防護研究院每年參加CDC 組織的全國生物劑量能力考核，自2014年始連續(xù)6年獲得優(yōu)秀。

1.2 網(wǎng)絡(luò)的運行體系

1.2.1 組織機構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)需要成立管理部門，設(shè)立主席、秘書處，主要負責(zé)與國家救援和災(zāi)害管理單位、網(wǎng)絡(luò)成員的溝通聯(lián)系；與其他網(wǎng)絡(luò)組織及國際組織聯(lián)系；組織各種活動事宜。下設(shè)不同的工作組，如RENEB 共設(shè)6 個工作組，分別負責(zé)網(wǎng)絡(luò)運行中不同事務(wù)。

1.2.2 主體

生物劑量估算技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)的核心，目前各種生物劑量實驗室網(wǎng)絡(luò)要求成員必須具備染色體雙著絲粒分析（Dicentric assay，DCA）和估算劑量的能力。同時還建立了其他劑量測定技術(shù)，包括胞質(zhì)分裂阻滯微核法（Cytokinesis-block micronucleus assay，CBMN）、熒光原位雜交技術(shù)（Fluorescence in situ hybridization，F(xiàn)ISH）、染色體早熟凝集（Premature chromosome condensation，PCC）和γ-H2AX等檢測技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)的生物劑量估算技術(shù)發(fā)展依賴于各成員實驗室的技術(shù)的發(fā)展，隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷壯大，生物劑量估算技術(shù)也會進一步的完善。

1.2.3 活動

網(wǎng)絡(luò)的正常運行除了人員構(gòu)成和技術(shù)之外，還需要定期對網(wǎng)絡(luò)成員進行問卷調(diào)查，掌握整個網(wǎng)絡(luò)的大致情況。通過實驗室間比對、事故演習(xí)獲得網(wǎng)絡(luò)的整體估算能力及各個成員實驗室的能力，及時發(fā)現(xiàn)存在的問題，提出改進的措施，從而促進網(wǎng)絡(luò)的進一步發(fā)展及提高估算能力。教育、培訓(xùn)也是網(wǎng)絡(luò)運行中非常重要的組成部分，可針對生物劑量估算技術(shù)，質(zhì)量控制，劑量-效應(yīng)校準曲線建立相關(guān)的統(tǒng)計學(xué)知識等對網(wǎng)絡(luò)成員進行培訓(xùn)。

1.2.4 質(zhì)量控制

生物劑量估算是一項檢測技術(shù)，需要結(jié)果準確，數(shù)據(jù)具有可比性，尤其是網(wǎng)絡(luò)實驗室內(nèi)部的兼容性與國際慣例的一致性。需要制定一套適用于網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量控制規(guī)范，包括質(zhì)量手冊、程序文件及作業(yè)指導(dǎo)書等?？山梃bISO中關(guān)于生物劑量的相關(guān)標準如ISO 19238、ISO 21243和ISO 17099等進行制定。

1.2.5 網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展

制定戰(zhàn)略規(guī)劃對于網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)發(fā)展壯大具有重要指導(dǎo)意義。主要包括對網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有成員的考核機制、新成員的加入條件及途徑、新技術(shù)的發(fā)現(xiàn)及評估、與其他組織的合作、資金的來源及宣傳等，目前歐洲RENEB已比較完善，可為新成立或即將組建的生物劑量實驗室網(wǎng)絡(luò)提供參考。

1.3 與全球生物劑量估算能力的比較分析

中國輻射防護研究院自20世紀80年代就開展了生物劑量學(xué)研究工作，是國內(nèi)最早進入該領(lǐng)域研究的機構(gòu)之一，起草制定了中國第一個《染色體畸變分析估算生物劑量的方法》的國家標準（GB/T12715—1991），建立了染色體畸變雙著絲粒+環(huán)的劑量刻度曲線，已應(yīng)用于國內(nèi)多起放射事故中。近些年，中國輻射防護研究院在輻射生物劑量學(xué)技術(shù)和方法的探索方面做了大量工作，建立了細胞微核法、染色體熒光原位雜交法、早熟染色體凝集技術(shù)、EPR 技術(shù)，在分子輻射生物劑量計研究方面也開展了多項研究，使中國輻射防護研究院在這方面的學(xué)術(shù)優(yōu)勢得以保持和發(fā)展，但與國際水平相比還有一定的差距。表1 為中國輻射防護研究院目前生物劑量估算能力與2015 年WHO-BDN 成員實驗室調(diào)查能力的比較結(jié)果［1］，主要從劑量估算技術(shù)、自動化分析、質(zhì)量控制、事故估算經(jīng)驗、生物劑量估算比對演習(xí)活動及參加區(qū)域性網(wǎng)絡(luò)的情況等方面進行比較。通過分析，中國輻射防護研究院主要在劑量分析方面，缺少統(tǒng)計學(xué)的專業(yè)人員；在建立的劑量估算曲線、染色體分析能力、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析等方面需要進一步的提升。

表1 生物劑量估算能力比較Table 1 Comparison of biological dose estimation ability

2 快速、高通量生物劑量估算技術(shù)

生物劑量估算的技術(shù)水平?jīng)Q定生物劑量實驗室網(wǎng)絡(luò)的整體應(yīng)急響應(yīng)能力。為應(yīng)對核事故發(fā)生后大規(guī)模人員的快速分類診斷需求，開發(fā)自動化、高通量的生物劑量估算技術(shù)是目前研究的重點，包括傳統(tǒng)細胞遺傳學(xué)劑量估算技術(shù)的改進和分子水平上研發(fā)快速、高通量的新型生物劑量估算技術(shù)。

2.1 傳統(tǒng)生物劑量估算技術(shù)的自動化發(fā)展

人體外周血淋巴細胞染色體畸變分析至今已有60 多年歷史，在國內(nèi)外重大核與輻射事故中起到十分重要的作用，“雙著絲粒+環(huán)”被認為是輻射生物劑量估算的“金標準”。但由于傳統(tǒng)的染色體畸變分析費時費力，通量低，對人員的技術(shù)要求高，難以滿足大規(guī)模核事故情況下大量人員劑量估算的需求。此外，常用于事故人員生物劑量估算的CBMN、FISH、PCC 同樣不能滿足快速、高通量劑量估算的需求。

隨著電子顯微鏡、計算機圖像處理及分子檢測技術(shù)的發(fā)展，研究者通過改進血液樣本的處理方法、細胞的圖像采集速度及圖像軟件的分析能力來實現(xiàn)遺傳學(xué)指標分析的快速自動化，從而提高劑量估算能力。美國哥倫比亞大學(xué)研究人員研制的快速、自動生物劑量測定技術(shù)RABi-TII（2nd generation rapid automated biodosimetry technology， RABiT-II），通過在系統(tǒng)上集成自動化離心機使細胞培養(yǎng)時間由72 h 縮短至54 h［10］。采用96 孔板自動制備樣品，簡化樣品處理過程及實現(xiàn)批量檢測。將高通量成像流式細胞術(shù)用于微核樣品的采集分析，實現(xiàn)樣品的自動化處理及分析，24 h 內(nèi)可處理大約2 300 個樣品［11-12］。他們開發(fā)的全自動雙著絲粒染色體分析平臺RABiT-II DCA，由RABiT-II、平板成像儀和開發(fā)的Fluor Quant Dic 軟件組成，在RABiT-II 系統(tǒng)中，用肽核酸（Peptide nucleic acid， PNA） 或 橋 聯(lián) 核 酸（Bridged nucleic acid，BNA）96 孔板成像儀獲得，使雙著絲粒染色體的自動識別變得簡單，實現(xiàn)了從樣品加載到染色體分析，均在沒有人工干預(yù)的情況下進行，分析僅需30 μL血樣，培養(yǎng)結(jié)束后細胞處理分析時間由原來的2 d 縮短至3 h 內(nèi)［13］，大大提高了分析速度。但由于RABiT-II DCA 不是基于對單個細胞進行分析，因此無法提供關(guān)于輻射劑量分布不均勻性的信息。此外，由于實驗中需要采集熒光信號，使低劑量的假陽性增加，因此還需要進一步優(yōu)化實驗條件，提高劑量估算的準確性。蘇州大學(xué)研究人員對采集到的高倍圖像使用DCScore 軟件（德國CARL ZEISS 公司）進行Dic 自動分析，后經(jīng)人工分析確認，工作量減少96%，速度提高約7 倍［14］，但基于遺傳工作站的Dic 染色體自動分析劑量-效應(yīng)曲線，在0.25 Gy劑量點的偏差高達52%，因此劑量-效應(yīng)曲線還需進一步的優(yōu)化［15］。楊學(xué)琴［16］等利用流式細胞術(shù)檢測淋巴細胞微核，可免除人工閱片的客觀性差和耗時長的缺點，實現(xiàn)微核的自動化檢測，初步實驗證實2 種方法的檢測結(jié)果一致。希臘研究人員［17］建立了自動微量PCC 分析方法，每次僅需100 μL 血液，可以在96 孔板進行批量操作，實現(xiàn)細胞培養(yǎng)到細胞固定整個過程自動化，為PCC 的自動化檢測分析提供基礎(chǔ)。中國輻射防護研究院已配備了全自動染色體掃描分析系統(tǒng)，研究人員也在積極探索智能化的染色體識別及劑量分析技術(shù)。

2.2 分子生物劑量估算技術(shù)的研究

分子生物學(xué)檢測技術(shù)的發(fā)展，尤其是微流控芯片技術(shù)的迅速發(fā)展，可實現(xiàn)將樣品制備、反應(yīng)、分離、檢測等操作單元集成到一塊芯片上，自動完成檢測分析的全過程，單個樣品可在30～40 min內(nèi)得出定量分析的結(jié)果，同時容易實現(xiàn)批量檢測，使得采用分子生物學(xué)指標進行生物劑量估算，實現(xiàn)快速、高通量分析成為可能。各國研究人員在研究輻射敏感的基因、蛋白質(zhì)分子方面做了大量工作。

2.2.1 基因水平輻射敏感標志物研究

大量基于基因表達作為輻射生物劑量計的研究，目前主要集中在輻射敏感基因的篩選方面。部分研究者嘗試開展了將多個基因進行組合用于生物劑量評估的可行性研究，多數(shù)研究利用基因表達譜分析獲得大量的輻射誘導(dǎo)基因表達改變信息。研究發(fā)現(xiàn)，許多輻射敏感基因與細胞增殖、DNA 的損傷修復(fù)調(diào)控的p53 途徑密切相關(guān)。何穎［18］等研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)0.1 Gy 與1.0 Gy γ 射線作用后與細胞周期、p53 信號通路等相關(guān)的18 個基因表達后均發(fā)生顯著變化。Kabacik 等［19］利用全基因組表達芯片篩選人外周血中輻射敏感的基因，發(fā)現(xiàn)基因均與p53生物途徑相關(guān)。Oh等［20］篩選的13個輻射敏感基因中，有12 個基因是p53 調(diào)控的。Cruz-Garcia 等［21］采用納米孔測序分析，經(jīng)2.0 Gy X射線照射的9名健康志愿者外周血淋巴細胞，共確定了46 個差異表達基因，其中表達最顯著的基因是APOBEC3H 和FDXR，其表達量分別為對照組的25倍和28倍，使用測序方法對APOBEC3H基因進行檢測，所需時間小于3 min。此外歐洲研究人員通過轉(zhuǎn)錄組學(xué)方法，以小鼠、獼猴和人類外周血為研究對象，篩選得到某些miRNA和lncRNA可作為輻射敏感的生物標志物，具有較好的輻射響應(yīng)特征［22-23］。也有研究報道，在小鼠腸道組織中篩選到一些lncRNA 和circRNA 可作為輻射敏感的生物標志物［24-25］。目前大量研究表明輻射敏感分子FDXR，在生物劑量估算方面具有很好的應(yīng)用前景。O'Brien等［26］證明了FDXR在人外周血離體照射和全身照射治療患者的表達無顯著差異，且其表達與性別、感染和抗氧化劑等其他因素?zé)o顯著相關(guān)。

采用基因分子評估生物劑量研究方面，Jacobs等［27］將18 個基因分子進行組合，形成了一個REDI-Dx劑量檢測系統(tǒng)，研究表明該系統(tǒng)在估算＞2 Gy 時，其敏感性為98.5%。李爽等［28］將多個基因分子進行組合，探索其作為輻射生物劑量計的可行性，研究表明多個基因組合可提高劑量估算的準確性。Port等［29］采用二代測序技術(shù)對FDXR、DDB2、POU2AF1 和WNT3 進行檢測，初步將其組合應(yīng)用到大量輻照樣本的分類中，研究結(jié)果表明30 h可分析1 000個樣本，比標準的細胞遺傳學(xué)快了3 倍左右，與輻射劑量相對應(yīng)的急性放射?。ˋcute radiation syndrome，ARS）嚴重程度分類的一致性達到90%～97%，提示采用該4 個基因組合用于ARS 的分類診斷具有可行性。中國輻射防護研究院在探索基因分子用于輻射生物劑量計方面也做了大量的工作，建立了HPRT、TCR 基因突變、CDKN1A、MDM2 基因、線粒體COXI、ATPase6 基因、線粒體DNA4977bp 缺失等基因的劑量-效應(yīng)曲線。目前正在將已有的研究結(jié)果與新發(fā)現(xiàn)的輻射敏感分子進行合理組合，探索其在生物劑量評估中的應(yīng)用。

2.2.2 蛋白質(zhì)水平輻射敏感標志物研究

生物體內(nèi)蛋白質(zhì)的質(zhì)和量變化與輻射效應(yīng)密切相關(guān)，輻射作用后不同時間、不同蛋白質(zhì)的出現(xiàn)和量的變化都可能與生物受輻射影響程度存在某種聯(lián)系。目前的研究多集中于在已報道的輻射敏感蛋白質(zhì)中尋找新型生物劑量計。γ-H2AX是參與DNA 損傷修復(fù)的關(guān)鍵分子之一，具有輻射劑量依賴性，不足的是隨著DNA 的修復(fù)，γ-H2AX 活化熒光快速消失，在照射后24 h 降到基礎(chǔ)水平，因此嚴重限制了其應(yīng)用［30］。C 反應(yīng)蛋白和血清淀粉酶是最早發(fā)現(xiàn)的輻射敏感蛋白質(zhì)分子，在接受全身和局部放射治療的患者中，血清淀粉酶的表達量呈劑量依賴性增加［31］。但與γ-H2AX 蛋白相似，C反應(yīng)蛋白和血清淀粉酶在照后短時間內(nèi)開始消失，提示許多輻射敏感蛋白質(zhì)分子具有其最適合的劑量響應(yīng)和時間響應(yīng)范圍，采用單一分子標志物估算受照劑量存在局限性和不確定性。在達喀爾事故中，通過檢測血漿Flt3L濃度變化，對63名潛在受照者進行輻射暴露評估分級，其結(jié)果與細胞遺傳學(xué)檢測結(jié)果一致，但同時也發(fā)現(xiàn)Flt3L在不同種族中的表達量是不一致的［32］，提示以Flt3L作為生物劑量計需考慮種族因素。此外，越來越多的研究利用蛋白質(zhì)組學(xué)方法探索輻射敏感標志物。這些研究多集中在嚙齒類和靈長類實驗動物的研究，得到了血液與特定組織中一些輻射暴露相關(guān)的蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)標志物與特定照射劑量和照射后時間相關(guān)。有研究通過給予狒狒2.5～15.0 Gy γ 射線全身照射，采集照射后0～28 d 的血漿進行蛋白質(zhì)組學(xué)檢測分析，獲得用于照射后3個時間段0～2 d、2～7 d、7～28 d的生物標志物，為輻射所致造血系統(tǒng)損傷提供新的診斷指標［33］。有研究利用人源化小鼠模型，采用蛋白質(zhì)譜分析0～2.0 Gy X 射線照射后3 d 淋巴細胞蛋白質(zhì)組的定量變化，發(fā)現(xiàn)FDXR、BAX、DDB2、ACTN1蛋白表達呈現(xiàn)劑量依賴性反應(yīng)［34］，但研究表明這些蛋白質(zhì)只能用于輻射暴露3 d后、小于2.0 Gy的劑量評估。美國斯坦福大學(xué)的研究人員通過蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)檢測1～10 Gy X射線照射后不同時間非人靈長類動物差異蛋白質(zhì)的表達情況，篩選出輻射敏感的蛋白質(zhì)分子，并將多個輻射敏感的蛋白質(zhì)分子進行組合，研究表明采用蛋白質(zhì)組合估算≥2.0 Gy 劑量時，其敏感性大于90%［35］。中國輻射防護研究院在蛋白質(zhì)作為生物劑量計方面建立了線粒體COXI蛋白在0～5.0 Gy的劑量響應(yīng)關(guān)系，γ-H2AX在不同劑量56Fe 作用后的劑量響應(yīng)關(guān)系曲線及時間變化規(guī)律。

傳統(tǒng)生物劑量估算技術(shù)正借助高速發(fā)展的計算機技術(shù)及分子檢測技術(shù)，向智能化檢測方向邁進，分子輻射生物劑量估算技術(shù)的大量研究還處于輻射敏感分子的篩選階段，初步探索多個敏感分子組合模型用于劑量估算的可行性，多個分子優(yōu)化組合進行劑量估算是發(fā)展的趨勢，此外劑量估算的生物標志物在體內(nèi)的適用性也值得思索。但無論是傳統(tǒng)生物劑量估算技術(shù)的改進還是新型技術(shù)的研發(fā)，均需考慮到大規(guī)模核事故發(fā)生后，大批傷員暴露劑量、時間、部位的不確定性，進一步優(yōu)化劑量估算技術(shù)，而如何將生物劑量學(xué)數(shù)據(jù)與大規(guī)模核事故應(yīng)急醫(yī)學(xué)救援系統(tǒng)集成是該領(lǐng)域研究的重點。

3 小結(jié)與展望

生物劑量估算是大規(guī)模核與輻射事故發(fā)生后人員分類診斷的重要依據(jù)，由于事故的突發(fā)性易造成大量潛在受照人員，因此建立快速、高通量的輻射生物劑量評估系統(tǒng)依然是目前研究的重點。輻射劑量實驗室網(wǎng)絡(luò)是提高應(yīng)急能力的手段之一，國際層面的更廣泛合作是未來發(fā)展的趨勢，實驗的標準化操作有利于提升網(wǎng)絡(luò)的整體應(yīng)急能力。我國目前雖然有每年的生物劑量估算能力考核，但需要盡快建立生物劑量實驗室網(wǎng)絡(luò)，真正能夠在發(fā)生大規(guī)模核與輻射事故情況下快速給出生物劑量估算。針對核事故人員快速分類診斷需求，自動化、智能化、高通量的生物劑量測定技術(shù)仍是生物劑量學(xué)發(fā)展的趨勢，研究中需要重點考慮如何提高Dic 自動分析軟件的準確性，從多組學(xué)的角度探索建立多參數(shù)、多時間窗、多劑量范圍的劑量估算技術(shù)。